Zielony wodór: szansa na zeroemisyjną gospodarkę

08-07-2021

Postawiony przez Unię Europejską cel osiągnięcia pełnej neutralności klimatycznej w perspektywie 2050 roku oznacza, że musimy zmienić sposób pozyskiwania energii. Ważną rolę w tym procesie mają odegrać zielone gazy, czyli biometan oraz produkowany z wykorzystaniem OZE wodór.

Biometan i wodór mają zastąpić paliwa kopalne, gaz ziemny, węgiel i ropę, w przemyśle, ciepłownictwie systemowym, elektroenergetyce, transporcie i lotnictwie, a więc w tych sektorach, które są szczególnie narażone na rosnące ceny emisji dwutlenku węgla. Co równie ważne, zielone gazy pozwolą zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne kraju i uniezależnić się od importu gazu ziemnego i ropy. 

Unia Europejska stawia na zielony wodór w strategii energetycznej. Planuje, że do 2024 roku będzie produkowanych do 1 mln ton rocznie tzw. zielonego wodoru ze źródeł odnawialnych, w 2030 roku – do 10 mln ton rocznie, a w 2050 roku zielony wodór ma odpowiadać za 24 proc. zapotrzebowania UE na energię.

Z analizy Forum Energii „Zielone gazy. Biometan i wodór w Polsce”, opublikowanego w czerwcu br., wynika, że w perspektywie roku 2050 zapotrzebowanie na biometan może wynieść 91 TWh, a na wodór 129 TWh – to 30 proc. całkowitego zapotrzebowania na energię finalną.  

W Polsce jesteśmy w początkowej fazie, jeśli chodzi o wykorzystanie technologii i infrastruktury do produkcji i przesyłu zielonych gazów. W krótszej perspektywie czasowej ważniejszą rolę odegra biometan, na rozwój i upowszechnienie technologii pozyskiwania zielonego wodoru poczekamy dekadę. 

– Wytworzenie zielonego wodoru i wykorzystanie go w ciepłownictwie systemowym wymaga rozwoju technologii i stworzenia specjalnej infrastruktury. Pojawia się wiele kwestii technicznych do wyjaśnienia, np. w jaki sposób wodór produkować efektywnie, czy i jak można wodór wtłaczać do sieci gazowej, czy trzeba tworzyć wydzielone systemy, czy obecne technologie spalania paliw gazowych sprostają wyzwaniom „wodorowym” czy też  konieczna jest całkowita ich zmiana. Transformacja wodorowa to proces rozłożony na etapy – wyjaśnia Bogusław Regulski, wiceprezes Izby Gospodarczej Ciepłownictwo Polskie. – W mojej ocenie, w ciągu najbliższych 7-8 lat najbardziej prawdopodobne jest, że obecny stan technologii produkcji ciepła pozwoli na wykorzystanie zielonego wodoru, który w dopuszczalnej technicznie ilości będzie zatłaczany do sieci i mieszany z gazem ziemnym, żeby częściowo zazielenić to paliwo.

Wszystkie kolory wodoru

Największymi producentami wodoru w Polsce są przedsiębiorstwa z branży: nawozów sztucznych, petrochemicznej oraz przemysłu stalowego. W przemyśle najczęściej wykorzystuje się tzw. szary wodór, który powstaje w procesie reformingu parowego gazu ziemnego lub gazyfikacji węgla przy wysokiej emisji dwutlenku węgla. Bardziej ekologiczny niebieski wodór także produkuje się z nieodnawialnych źródeł energii, ale emisyjność zmniejsza się poprzez zastosowanie metod wychwytu dwutlenku węgla, a następnie jego składowanie bądź ponowne wykorzystanie (CCS, ang. carbon capture and storage). Turkusowy wodór pozyskuje się w procesie pirolizy metanu (gaz jest podgrzewany do wysokich temperatur, pozostałością jest węgiel w postaci stałej, a nie w formie gazowej).
Najczystszy wodór powstaje w wyniku elektrolizy wody, do której przeprowadzenia jest potrzebna energia ze źródeł zewnętrznych. Jeśli wykorzystuje się do tego procesu odnawialne źródła energii, to pozyskiwany jest zielony wodór, a jeśli energię z reaktorów nuklearnych – to fioletowy wodór. Jedynie 5 proc. światowej produkcji wodoru uzyskuje się w wyniku elektrolizy.  

Wytwarzanie „ekologicznej” stali czy nawozów jest kluczem do realizacji założeń neutralności klimatycznej Europy, np. przemysł stalowy odpowiada za około 8 proc. całkowitej emisji gazów cieplarnianych na świecie.

Plany produkcji stali napędzanej zielonym wodorem a nie paliwami kopalnymi ogłosił szwedzki start-up H2 Green Steel. Huta rozpocznie pracę w 2024 roku, do 2030 roku jej potencjał wytwórczy ma osiągnąć 5 mln ton stali rocznie. Także chińska HBIS Group – drugi co do wielkości producent stali w kraju – zapowiedziała budowę instalacji bezpośredniej redukcji za pomocą zielonego wodoru, która ma dawać 1,2 mln ton stali rocznie.

Podkarpacka Dolina Wodorowa

19 maja br. list intencyjny w sprawie utworzenia pierwszej polskiej doliny wodorowej podpisali w Rzeszowie premier Mateusz Morawiecki i władze samorządowe. Celem tego projektu jest rozwój polskiej gospodarki opartej na wodorze produkowanym z elektrolizy przy wykorzystaniu nadwyżek energii elektrycznej z OZE.

– Rosnąca rola wodoru i jego potencjał w dekarbonizacji gospodarki jest szansą na stworzenie nowoczesnego ekosystemu łączącego w sobie produkcję, transport, magazynowanie i końcowe zastosowanie wodoru w przemyśle – mówił na spotkaniu sekretarz stanu w Kancelarii Prezesa Rady Ministrów, pełnomocnik rządu ds. gospodarki wodorowej Krzysztof Kubów.

Ma powstać pięć takich dolin („hubów”) z rozbudowaną  infrastrukturą przesyłową, poza Podkarpaciem prawdopodobnie na Śląsku i Pomorzu. Rozważana jest możliwość połączenia dolin wodorowych z morskimi farmami wiatrowymi. – Elektrociepłownicy z regionu mówią, że jedna z elektrociepłowni jest przystosowana do nawet 20 proc. konsumpcji wodoru w swoim dzisiejszym zużyciu. Ale chcielibyśmy w 2030 roku mieć pierwszą w Polsce 50-megawatową elektrociepłownię napędzaną w pełni wodorem – oświadczył minister klimatu i środowiska Michał Kurtyka.

Strategia wodorowa dla Polski

Ministerstwo wraz z rządowym pełnomocnikiem ds. gospodarki wodorowej przygotowuje strategię wodorową. Trwają konsultacje społeczne projektu. Główne założenia to:

  • wdrożenie technologii wodorowych w energetyce,
  • wykorzystanie wodoru jako paliwa alternatywnego w transporcie,
  • wsparcie dekarbonizacji przemysłu,
  • produkcja wodoru w nowych instalacjach,
  • sprawna i bezpieczna dystrybucja wodoru,
  • stworzenie stabilnego otoczenia regulacyjnego.

Na rozwój energetyki wodorowej do 2030 roku ma zostać przeznaczonych kilkanaście miliardów złotych. NFOŚiGW już uruchomił program 600 mln zł „Nowa energia” właśnie na gospodarkę wodorową.  

Wodorowe auta w Polsce

We wrześniu 2020 roku na całym świecie zarejestrowanych było około 20 tys. samochodów wodorowych. Jak wynika z raportu serwisu 300Gospodarka, około 50 proc. floty wodorowej jeździ w  Stanach Zjednoczonych (większość w Kalifornii), 25 proc. w Japonii, 11 proc. w Unii Europejskiej i 8 proc. w Korei Południowej. 

W Polsce w tym roku liczba samochodów napędzanych wodorem wzrosła z siedmiu (sztuk) w kwietniu do 53 w maju – Grupa Polsat zakupiła kilkadziesiąt aut do swojej floty. 1 czerwca br. Polsat uruchomił w warszawskiej siedzibie pierwszą w kraju stację tankowania wodoru.

Wodorowe autobusy wożą pasażerów w Europie

Bezemisyjne autobusy produkowane w Polsce przez firmę Solaris jeżdżą w miastach na naszym kontynencie, m.in. 13 autobusów Urbino 12 hydrogen zamówił Frankfurt.
W Polsce na razie odbyły się jedynie testowe przejazdy m.in. w Gdańsku, Gdyni, Krakowie i Poznaniu.
O dofinansowanie rozwoju miejskiej floty wodorowej wystąpiły w tym roku do NFOŚiGW Poznań, Włocławek i Chełm, Lublin z kolei planuje zakupić autobus zasilany wodorem wraz z instalacją do tankowania.  

Zmiana cen ciepła

17-06-2021

Będziemy więcej płacić za ciepło z węgla z powodu rosnących cen uprawnień lub za inwestycje w to, by ciepło było zielone. Jednak jak pokazują wyniki badania, nawet 98 proc. z nas jest skłonnych zapłacić więcej za ciepło i energię, gdy wiemy, że produkcja odbywa się w sposób neutralny dla środowiska.

Będziemy więcej płacić za ciepło z węgla z powodu rosnących cen uprawnień lub za inwestycje w to, by ciepło było zielone. Jednak jak pokazują wyniki badania, nawet 98 proc. z nas jest skłonnych zapłacić więcej za ciepło i energię, gdy wiemy, że produkcja odbywa się w sposób neutralny dla środowiska.

Czytaj dalej